توضیحات
ABSTRACT
In wind energy conversion systems (WECS), the turbine captures part of the wind energy and onverses it to mechanical energy through a dynamic interaction with the electrical generator which in turn converts this mechanical energy to electrical energy. Therefore, the dynamics of the wind turbine is very important in research and development of the overall WECS. Having a real wind turbine or a site with convenient wind conditions is not always a guaranteed option for conducting research. Hence, it is very desirable to create wind turbine dynamics through wind turbine emulation. In this paper, a wind turbine emulation system using a permanent magnet synchronous motor (PMSM) is designed, simulated, implemented, and tested experimentally. The PMSM is torque-controlled using field orientation technique. A three-phase IGBT inverter with closed loop current PI-controllers is used to drive the PMSM. AdSPACE DS1104 DSP prototyping platform is used to handle the real-time execution of the control programs. The system is tested and the torque-speed characteristics of the emulated wind turbine are verified experimentally at different feeds of wind speeds and generator loads.
INTRODUCTION
wind turbine emulator (WTE) is an equipment which is used for producing a real wind turbine characteristics in thelaboratory. This emulator emulates the dynamic and static behavior of the real wind turbine without the need of natural wind resource and actual wind turbine. For the purpose of research tests, a system is designed to emulate the wind turbine characteristics. The emulator can be coupled with an electrical generator to compose a complete wind energy conversion system (WECS) in a similar way like an actual wind turbine by generating torque similar to the aerodynamic torque at a given wind speed. Obviously, more control and flexibility are provided using emulators since selectable wind profiles, speeds and repeatable testing conditions can be conducted easily as desired without the need to a natural wind resource or too expensive wind turbine equipment. Squirrel cage induction motor (SCIM), permanent magnet synchronous motor (PMSM) and DC motor are usually used for emulating wind turbines in the laboratory . These motors are controlled to have power curves similar to the wind turbine characteristics. In this paper, a PMSM is selected to implement the emulation. The paper explains in sufficient details the different aspects of the implementation as follows: section II presents the wind turbine mathematical model.
چکیده
در سیستم های تبدیل انرژی باد (WECS) توربین بخشی از انرژی باد را جذب می کند و از طریق تعامل پویا با ژنراتور الکتریکی آن را به انرژی مکانیکی تبدیل می کند که به نوبه خود این انرژی مکانیکی را به انرژی الکتریکی تبدیل می کند. بنابراین، پویایی توربین باد در تحقیق و توسعه WECS کلی بسیار مهم است. داشتن یک توربین باد واقعی یا یک سایت با شرایط راحت باد همیشه یک گزینه تضمین شده برای انجام تحقیق نیست. از این رو، با ایجاد یک پویایی توربین بادی از طریق شبیهسازی توربین بادی، بسیار مطلوب است. در این مقاله، یک سیستم شبیه سازی توربین بادی با استفاده از یک موتور همگام مغناطیسی دائمی (PMSM) طراحی، شبیه سازی، اجرا و آزمایش شده است. PMSM با کنترل گشتاور با استفاده از تکنیک جهت گیری میدان عمل می کند. یک پروب IGBT سه فاز با کنترل کننده های جریان فعلی بسته برای استفاده از PMSM استفاده می شود. پلت فرم نمونه برداری از DSP AdSPACE DS1104 برای رسیدگی به اجرای زمان واقعی برنامه های کنترل استفاده می شود. سیستم مورد آزمایش قرار گرفته و ویژگی های سرعت گشتاور توربین بادی تجسمی به صورت آزمایشی در تغذیه های مختلف سرعت باد و بارهای ژنراتور تأیید شده است.
مقدمه
شبیه ساز توربین بادی (WTE) تجهیزاتی است که برای تولید یک ویژگی توربین باد واقعی در آزمایشگاه استفاده می شود. این شبیه ساز رفتار پویا و استاتیک توربین باد واقعی را بدون نیاز به منبع باد طبیعی و توربین باد واقعی شبیه سازی می کند. برای انجام آزمایشات تحقیقاتی، یک سیستم طراحی شده است تا ویژگی های توربین باد را شبیه سازی کند. شبیه ساز می تواند با یک ژنراتور الکتریکی ترکیب شود تا یک سیستم تبدیل کامل انرژی باد (WECS) به شکل مشابهی مانند یک توربین بادی واقعی بوسیله تولید گشتاور شبیه به گشتاور آیرودینامیکی با سرعت باد مشخص شود. بدیهی است، کنترل و انعطاف پذیری بیشتری از طریق شبیه سازی ها ارائه می شود از آنجا که پروفیل های بادی قابل انتخاب، سرعت و شرایط تست تکرار می تواند به راحتی به عنوان مورد نظر بدون نیاز به یک منبع باد طبیعی یا تجهیزات توربین بادی گران قیمت باشد. موتور القایی قفس سنجاب (SCIM)، موتور سنکرون مغناطیسی دائمی (PMSM) و موتور DC معمولا برای شبیه سازی توربین های بادی در آزمایشگاه استفاده می شود. این موتورها دارای منحنی قدرت مشابه با ویژگی های توربین باد می باشند. در این مقاله یک PMSM برای اجرای تقلید انتخاب شده است. مقاله در جزئیات کافی جزئیات جنبه های مختلف اجرای را به شرح زیر توضیح می دهد: بخش دوم مدل ریاضی توربین بادی را ارائه می دهد.
Year: 2018
Publisher : ELSEVIER
By : Mohamed E. Abdallah, Osama M. Arafa, Adel Shaltot, Ghada A. Abdel Aziz
File Information: English Language/ 14 Page / size: 1.16 MB
سال : 1397
ناشر : ELSEVIER
کاری از : محمد ا. عبدالله، اسامه محمد عرفا، عادل شالوت، غدیر عبدالعزیز
اطلاعات فایل : زبان انگلیسی / 14 صفحه / حجم : MB 1.16
نقد و بررسیها
هنوز بررسیای ثبت نشده است.